基于ANSYS的波纹管波形参数对柱失稳影响分析

为了研究波纹管波形参数对波纹管柱失稳的影响,使用ANSYS Workbench对波纹管进行了模态分析与特征值屈曲分析。采用控制变量的方法,改变波纹管波形参数,分别进行有限元分析;并对相同波数下的复式波纹管进行有限元分析,且与单式波纹管稳定性做分析比较。有限元结果表明:在实际工作中,可通过增加波纹管壁厚、波距,或减小波高、减少波数的方法,减少波纹管柱失稳的发生;当波纹管长度较长、波数较多时,使用复式波纹管是更优的选择。

Carreau-Extended非牛顿流体圆管层流流动的摄动解

非牛顿流体在工业生产中应用广泛。文中基于同时包含屈服应力、时间常数和幂律指数的Carreau-Extended(简称Carreau-E)复杂流变方程及剪切应力与压降平衡关系,建立了圆管内充分发展的稳定Carreau-E流体层流管流的运动方程,并采用摄动方法推导出相应运动方程的一阶渐近解,获得了不同类型流体管流的速度分布以及压力梯度、流核宽度、屈服应力和时间常数对Carreau-E流体管流流场分布的影响规律,该研究对Carreau-E流体及其他复杂非牛顿流体管流特性研究具有参考价值。

弯曲状态电沉积波纹管疲劳寿命影响因素分析

为了研究弯曲状态下电沉积波纹管疲劳寿命的影响因素,文中使用弯曲测试工装,开展了相应的旋转弯曲疲劳实验,对实验结果进行了分析。结果表明:在弯曲疲劳实验中,电沉积波纹管断裂位置出现在波谷处,且均为韧性断裂;随着电沉积波纹管壁厚减小、波高增加,疲劳寿命提高;与弯曲极限角度相比,电沉积波纹管在正常工况角度时,疲劳寿命增大6.8倍。实验表明:壁厚为0.03 mm、波高为2.3 mm、工作弯曲角度为110°的多层电沉积波纹管的疲劳性能最优。

油气管道废弃处置技术现状及问题研究

目前国内油气管道废弃处置研究处于起步阶段,还没有形成健全完备的技术体系和标准规范。文中首先简述了国内外油气管道废弃处置相关标准法规与废弃判定依据,然后分析了残留物清理和洁净度评价、管线及附件设施拆除、管道注氮、注浆、分段隔离以及废弃后的监测维护等方面的技术要点。最后结合工程实际,对管道拆除废弃、就地废弃方式及其处置技术进行了对比分析,并介绍了管道废弃处置技术的适用场合和建议做法。文中综述内容为国内废弃油气管道的安全环保、高效低成本处置提供借鉴。

2种硬度检测方法在压力管道检验中的有效性对比

采用便携式里氏硬度计和实时压痕分析仪对不同材质、不同壁厚的试样进行了硬度检测。通过对比验证方法研究了布氏硬度压痕法和里氏硬度试验方法在相同试验条件下得到的硬度值,同时将实时压痕分析仪所得的材料力学性能数值与试验数据进行对比。结果表明:实时压痕分析仪测得的数据更准确,稳定性高,重复性好;可以现场无损且较准确获得材料力学性能。

基于遗传算法优化的潜液泵效率提升研究

为了提高潜液泵效率并解决潜液泵多部件多参数优化的难题,提出一种基于遗传算法优化的潜液泵效率提升优化设计方法。选取潜液泵效率作为优化的目标函数,以叶轮和诱导轮作为优化的核心部件,以潜液泵叶轮进口角β_(1)、叶轮出口角β_(2)、叶片包角ϕ、叶片进口宽度b_(2)、诱导轮进口角β_(3)、诱导轮出口角β_(4)、诱导轮叶片倾角γ作为约束条件,利用遗传算法进行优化,并利用ANSYS Fluent软件进行数值模拟验证。数值模拟结果表明:综合考虑叶轮与诱导轮优化的潜液泵与原泵相比,其工作效率由原来的71.65%提升至80.40%,且增压效果更明显,并且效率提升效果比单一优化叶轮或诱导轮的泵更好。通过遗传算法对LNG潜液泵的叶轮以及诱导轮进行综合优化,显著提高了泵的工作效率。

多因素协同作用下的页岩气井下管道腐蚀分析

国内西南地区某页岩气井下管道出现了不同程度的腐蚀,存在较大的安全隐患。为明确腐蚀类型和机理,开展了井下管道腐蚀分析。研究方法主要包括宏观观察、微观观察和成分分析、流体力学仿真。结果表明:冲刷-CO_(2)-SRB(硫酸盐还原菌)多因素协同作用下的腐蚀是页岩气井下管道的主要腐蚀类型。运行初期SRB的生长与富集造成了局部腐蚀,加入杀菌剂后SRB腐蚀停止,CO_(2)腐蚀在已经形成的局部腐蚀位置继续发展,液带砂和气带砂等流体冲刷作用促进了相关腐蚀的发生、发展。

管壳式换热器管束的搪瓷涂层防腐技术研究

随着生产工艺水平的提高,换热器工作环境的温度、压力和流体高速流动所产生的应力都随之提高,同时介质的腐蚀性也随之提高,因此防腐性能较强的换热器成为刚性需求。文中对换热器管束进行防腐技术研究,选用搪瓷涂层对管束进行腐蚀防护;研究了管束表面搪瓷涂层的加工工艺,验证了搪瓷涂层的防腐性能及热震性能,结果良好;提出搪瓷管束与管板新连接加工工艺,取代了原有的先胀后焊的加工工艺,并加以验证,效果良好。

横向滑坡作用下埋地管道轴向应力研究

山区敷设的埋地管道经常受山地滑坡尤其是横向滑坡的影响,会造成埋地管道变形、破裂等,不利于管道的安全运行。文中对横向滑坡作用下管道的轴向应力进行研究,选择非线性接触模型进行有限元分析,改变管周土壤粘聚力、泊松比、内压、径厚比进行有限元计算。结果表明:滑坡位移中部、边缘处应力集中且滑坡位移边缘管道3点方向受压、9点方向受拉,滑坡位移中部管道3点方向受拉、9点方向受压。通过分析管道轴向应力的变化曲线,归纳管道轴向应力的变化公式,为管道的防护提供理论参考。

基于改进PSO-BP神经网络的热采管柱应力预测

稠油热采过程中,油套管柱由于在温度、地层等多重载荷作用下发生塑性形变进而导致断裂或失效。文中根据热采管柱高温服役工况,引入异步变化学习因子和自适应权重建立输入参数为注汽温度、井深、非均匀系数和水泥环温度,输出参数为套管应力的改进PSO-BP模型。文中以N80热采套管为例,选取260、280、300、320、340℃5种温度工况下有限元模拟结果作为训练数据,对比BP模型、GA-BP模型、MEA-BP模型、PSO-BP模型和改进PSO-BP模型在300℃工况温度下井深200、300、400、500、600、700 m处套管应力的预测值和试验值、有限元计算值。结果表明:改进PSO-BP模型预测的应力与试验值最接近,最大和最小误差分别为2.69%和0.06%。最后从训练数据、预测误差、计算时间等方面对建立的改进PSO-BP模型进行了评价,为热采管柱服役过程中的强度安全分析提供智能高效的模型。

带气燃气管道推拉式内检测方法与装置

为实现对带气情况下的中低压、小直径燃气管道进行有效的缺陷检测,提出了一种推拉式内检测方法与装置。装置通过焊接的方式与待测管道进行连接,装置闸板阀上设有内检测器仓用于存放内检测器以及进行气体置换,扫查检测通过内嵌电缆的玻璃纤维杆将内检测器送入管道实现。内检测器外部支撑设计了导向轮以提升通过性,其检测单元采用基于偏置磁化的涡流检测装置,以提升检测管道外壁缺陷的性能。试验结果表明:开发的推拉式内检测装置可以成功将涡流内检测器送入待测管道,具有良好的通过性,并且能够实现外壁缺陷检测。

城镇聚乙烯燃气管道内检测机器人技术研究进展

国内城镇聚乙烯燃气管道主要采用埋地安装方式。在长期使用过程中,为及时发现管道老化、内部缺陷问题,需要使用管道机器人进行全面检测。文中按照机器人的运动类型分类介绍了国内外管道机器人的研究进展;介绍了聚乙烯管道的特性以及现有聚乙烯管道检测技术的发展现状;研究了目前城镇聚乙烯管道检测存在的主要问题,最后提出实现机器人与多种检测技术联合使用将对未来城镇聚乙烯燃气管道内检测的发展有重要意义。

海洋生产平台管道式分离系统流场特性研究

随着海洋油田开采时间延长,采出液分离难度逐渐增加。为满足分离速度和效果的需求,减小占地空间,结合南海某平台生产参数,对管道式分离系统流场特性开展数值模拟研究,并依据现场测试数据进行了验证。研究表明:采出液经管道式分离系统的T型管分离器处理后,能够基本实现游离气与液相的分离;下游油水混合液经过柱形旋流器处理后,水中的含油率可小于30 mg/L。证实该技术满足平台油气水分离要求,表明了分离系统中的多相流场流动特征。

核电厂高压蒸汽管道焊缝切割装置的研制

为了修复某核电厂GPV高压缸排汽管膨胀节导流筒焊缝因热处理不当导致的开裂,研发了一款焊缝切割装置,用于将开裂的焊缝切除并加工坡口以进行下一步的自动焊接修复。首先利用SolidWorks对焊缝切割设备进行了机械设计并三维建模,对驱动电机进行了选型计算,设计了控制系统架构,随后制作了设备样机和膨胀节导流筒模拟体,最后在试验室利用模拟体对设备样机的性能进行了连续切削试验,验证了该装备能够高效完成膨胀节导流筒开裂焊缝的切除和坡口加工,且坡口加工质量优良,装置性能稳定。

DN1000大口径水平弯在海底管道中的应用

某大口径天然气海底管道工程受外部条件限制,必须设置水平弯来完成管道路由的转向。在缺乏成功案例供参考的情况下,文中结合工程特征和天然气管道/水平弯特性,同时借助MOSES等软件,对水平弯的安装过程进行了模拟,作了起吊/下放过程、浮吊船运动影响、安装疲劳等计算分析,并通过优化浮吊船起吊参数和水平弯两侧海底管道配重厚度等方法,顺利完成DN1000厚壁大口径、高配重、高难度海上水平弯的应用,对后续同类工程具有一定的借鉴意义。

管道螺旋流水合物浆液输送规律数值模拟研究

实现水合物的流态化以及提高管道输送容量,是固态流化法亟待解决的两大难题。因此,以水合物泥沙混合浆液为研究对象,进行全程起旋管液-固-固两相流数值模拟,研究其固相的流动特性,并与普通光管进行比较。通过研究发现,管道倾角越大,全程起旋管截面水合物的体积分数越大,泥沙的体积分数越小,而在普通光管的截面上,固相颗粒分布变化更加明显,说明倾斜角度对普通光管固相分布的影响更大,全程起旋管输送更具稳定性。该研究对螺旋流提高水合物输送能力和导流条全程起旋的工程应用具有重要意义。

基于实际三维地形的采空区上覆管道沉降模拟分析

为了研究煤矿开采形成的采空区对其上覆管道安全运行的影响,基于实际三维地形,结合工程实例,建立了采空区上覆管道的数值模型,基于实际数据对材料的本构模型及参数进行设置,最后进行计算结果分析,包括采空区开采进程、管道运行压力对管道沉降变形以及地表最大沉降的影响。结果表明:随着开采进程的推进,管道所受应力以及产生的位移增大;管道运行压力改变时,管道所受应力发生改变,管道产生的位移基本没有变化。

长庆油田某加剂页岩油管道的停输再启动研究

文中首先分析了长庆油田某页岩油的密度、比热容等基本物性,然后对降凝剂加剂条件进行了优化,确定了最优热处理温度和加剂浓度,最后基于页岩油管线的基本设计条件,通过SPS软件开展了不同季节、不同输量条件下管道的停输温降和再启动模拟研究。研究结果表明:该页岩油对降凝剂具有良好的感受性,最优热处理温度为50℃、最优加剂浓度为20 ppm,且在冬春季和夏秋季各输量条件下停输100 h后均能成功实现再启动,对页岩油管道的安全保障具有重要意义。

基于Halcon的金属软管断丝缺陷检测方法

针对现有的金属软管网套钢丝断丝破坏检测过程中的人工检测时肉眼难以识别、长时间工作注意力下降影响检测效率与准确度等问题,设计一种基于Halcon的金属软管外网套断丝缺陷检测系统。确定图像的光照方式,利用相机拍摄到有利于分析处理的图像效果;在Halcon中首先对图像进行预处理,然后对图像进行阈值分割并提取出表面断丝缺陷,将破损部位的形状转化为规则形状便于测量,最后对破损位置的尺寸以及软管尺寸进行测量并将数值显示在图框中。实验结果表明:该方法能够清晰地检测出金属软管的破损位置并进行尺寸测量,通过对5种直径不同且缺陷位置与大小均不同的金属软管断丝缺陷部分进行测量可知,采用该方法进行测量时所产生的最大误差为0.22 mm,优于断丝检测精度(0.5 mm),符合检测需求。

延安气田中低压集输计算软件对比分析

为研究常用气田集输计算软件在延安气田中低压集输系统中的适用性,选择该气田运行中的集气管道系统和采气管道系统模型,分别选择PIPESIM软件、TGNET软件,基于不同状态方程和压降公式模拟计算,通过将计算结果与实测数据对比分析,总结出软件适用性结论:对于集气系统计算,PIPESIM软件、TGNET软件均适用;对于含水较高的采气系统计算,PIPESIM软件计算精度更高。